panourile solare devin rapid o opțiune foarte atractivă de energie regenerabilă, care ar putea ajunge să fie incredibil de benefică pentru mediu. Procesul de conversie a luminii solare în energie electrică este unul care s-a îmbunătățit dramatic în ultimele decenii și este acum mai eficient ca niciodată. Utilizarea energiei solare a fost în jur de ani de zile în dispozitive mici, cum ar fi calculatoare, dar acum mulți vorbesc despre alimentarea case și întreprinderi de pe aceste panouri.
energia solară este una dintre cele mai promițătoare surse de energie regenerabilă disponibile în prezent, datorită faptului că energia solară este abundentă. Razele care emană de la soare pot produce aproape 1.000 de wați de energie pentru fiecare metru pătrat de suprafață a Pământului. Prin colectarea acestei energii, nu ar mai trebui să ne bazăm niciodată pe combustibilii fosili dăunători. Un sistem solar fotovoltaic utilizează lumina soarelui pentru a genera energie electrică pe care o puteți utiliza pentru a vă alimenta casa sau biroul, ceea ce vă poate reduce amprenta de carbon și impactul asupra mediului.
energia solară este creată folosind energia generată de soare. Un panou de energie solară este capabil să funcționeze folosind energia solară care este derivată de la soare. Fiecare panou de energie solară conține multe celule de siliciu diferite sau celule solare. Ele sunt blocuri de panouri solare. Energia de la soare este absorbită de aceste celule solare. Energia solară derivată de la soare este transformată în energie electrică cu ajutorul unui panou de energie solară.
din acest motiv, este important să înțelegem exact cum funcționează panourile solare și cum pot fi utilizate pentru a produce energie electrică pentru casa medie.
1. Panourile solare instalate pe acoperișuri absorb lumina soarelui (fotoni) de la soare.
2. Siliciul și conductorii din panou transformă lumina soarelui în curent continuu (DC) electricitate care apoi curge în invertor.
3. Invertorul convertește apoi curentul continuu în curent alternativ (curent alternativ) pe care îl puteți utiliza Acasă.
4. Excesul de energie electrică care nu este utilizat de dvs. poate fi alimentat înapoi la rețea.
5. Când panourile solare produc mai puțină energie decât ceea ce este cerut de dvs. acasă, puteți cumpăra întotdeauna energie electrică de la utilitate.
procesul de conversie a energiei solare în electricitate
- panourile solare utilizează un proces special de conversie a fotonilor în electroni pentru a genera un curent prin utilizarea unui tip special de celulă cunoscută sub numele de celulă fotovoltaică. Aceste celule se găsesc în mod obișnuit pe partea din față a calculatoarelor și a gadgeturilor mici. Atunci când o bancă dintre ele sunt conectate împreună, ele sunt cunoscute în mod colectiv ca un panou solar.
- celulele fotovoltaice sunt alcătuite din materiale semi-conductoare, cum ar fi siliciul. Semiconductorul absoarbe lumina de la soare. Când se întâmplă acest lucru, fotonii din lumina soarelui bat unii dintre electronii din materialul semi-conductiv, ceea ce le permite să curgă într-un curent electric.
- în fiecare celulă, există un câmp electric care este utilizat pentru a eficientiza acest flux de electroni într-o anumită direcție. Când acești electroni întâlnesc un contact metalic plasat pe celula fotovoltaică, acesta poate fi utilizat pentru alimentarea dispozitivelor.
utilizarea siliciului
- siliciul este alcătuit într-o formă cristalină, fiecare atom de siliciu deținând paisprezece electroni într-o configurație specializată a trei cochilii diferite. Două dintre aceste cochilii sunt pline și dețin doi, respectiv opt electroni. A treia coajă, care deține ultimii patru electroni, este doar pe jumătate plină. Pentru a umple ultima coajă, siliciul va împărți electronii cu patru atomi din apropiere. Aceasta este ceea ce îi conferă structura cristalină.
- în forma sa naturală, siliciul nu este un material conductiv deosebit de bun datorită faptului că nu are electroni liberi, spre deosebire de alte materiale conductive, cum ar fi cuprul. Pentru a elibera mișcarea acestor electroni, siliciul găsit în panourile solare este o formă specială, impură de siliciu. Prin amestecarea altor atomi cu atomii de siliciu, se creează un număr inegal de electroni liberi. Acești electroni nu formează legături și, prin urmare, sunt liberi să se miște atunci când sunt loviți de lumină.
- siliciul este în mod natural foarte strălucitor și reflectorizant, astfel încât, pentru a opri fotonii să se îndepărteze de material, se aplică un strat antireflexiv celulelor. Destul de des, un capac de sticlă va fi așezat deasupra pentru a proteja siliciul de elementele exterioare.
câmpul Electric
- când siliciul pozitiv și negativ intră în contact unul cu celălalt, electronii liberi de pe o parte vor fi atrași de cealaltă. Când cele două se amestecă, ele creează o formă de barieră cunoscută sub numele de câmp electric. Acest câmp împinge electronii de la siliciul pozitiv la negativ, dar nu le permite să curgă invers.
- când fotonii lovesc celula fotovoltaică, perechile electron-gaură sunt rupte. Când se întâmplă acest lucru, electronul este eliberat și un spațiu devine disponibil pentru a fi umplut de un alt electron. Electronul se va deplasa în partea negativă, în timp ce gaura se deplasează în partea pozitivă, creând un dezechilibru în neutralitatea electrică a celulei. Prin introducerea conductorilor, putem folosi această mișcare de electroni creează un curent în timp ce câmpul electric creează o tensiune. Produsul acestor două este puterea.
pierderea potențială de energie
una dintre problemele majore cu care se confruntă energia solară este faptul că este adesea mai puțin eficientă decât alte forme de producție de energie, producând cantități mici de energie în comparație cu omologii, cum ar fi arderea combustibililor fosili. Există multe motive pentru această pierdere de energie.
- una dintre principalele cauze ale pierderii de energie este faptul că lumina de la soare vine în multe lungimi de undă diferite. Unele dintre aceste lungimi de undă funcționează exact așa cum era de așteptat, fotonii separând perechile electron-gaură. Cu toate acestea, unii dintre ei nu au energia de a separa aceste perechi și de a trece inofensiv prin ele. Alții au încă prea multă energie, ceea ce înseamnă că o mare parte din energie se pierde datorită faptului că există mai multă energie decât este necesar pentru a elibera un electron, dar nu suficient pentru a mai elibera.
- în timp ce un alt material ar necesita mai puțină energie pentru a-și elibera electronii, acest lucru ar însemna că tensiunea materialului ar fi mult mai mică. Pentru a crește eficiența, trebuie să existe un echilibru între tensiunea și curentul produs de celula solară. Fără acest echilibru, eficiența se pierde.
- metalul este de obicei plasat în partea de jos a celulelor pentru a conduce electronii. Cu toate acestea, aceste plăci nu vor colecta toată energia produsă, deoarece unele se vor pierde prin vârf. Acoperirea vârfului ar însemna pierderea luminii solare, în timp ce punerea conductorilor în jurul exteriorului celulei ar necesita ca electronii să călătorească mult mai departe. Din acest motiv, celulele sunt adesea acoperite de o rețea subțire de metal pentru a ajuta la reducerea distanței pe care electronii trebuie să o parcurgă.
utilizările energiei solare
- prin aplicarea panourilor solare pe acoperișul unei case, celulele fotovoltaice pot fi utilizate pentru a produce energie electrică care poate fi utilizată direct de sursa de alimentare a casei sau, din ce în ce mai mult, stocată în baterii mari care pot fi folosite pentru a alimenta casa ca un generator. Desigur, dacă locuiți într-o regiune mai întunecată a lumii, eficiența acestor panouri solare va fi mult redusă.
- energia solară poate fi vândută și rețelelor electrice atunci când se produce un exces de energie electrică. Aceasta înseamnă că, dacă soarele strălucește puternic, puteți folosi celulele solare pentru a vă alimenta dispozitivele și chiar pentru a câștiga niște bani dacă generați un exces de energie. În mod similar, în cazul în care soarele nu strălucește, veți fi în continuare conectat la rețeaua principală de utilități care vă va permite să cumpărați energie de la ei dacă nu doriți să vă bazați pe baterii sau generatoare.
- panourile solare sunt, de asemenea, frecvente în navele spațiale pentru a genera electricitate pentru computerele de bord și alte aparate electrice. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că eficiența panourilor solare nu este diminuată în spațiu, iar soarele strălucește întotdeauna, ceea ce înseamnă că ambarcațiunile au o sursă fiabilă de energie fără a fi nevoie să transporte combustibili grei sau baterii cu ele. Aceste panouri sunt adesea găsite pe sateliți și ambarcațiuni de descoperire, cum ar fi navete și meșteșuguri, cum ar fi roverele de pe Marte.
fiecare panou solar conține multe celule de siliciu sau celule solare diferite. Fiecare celulă solară generează câțiva volți de energie electrică. Fotonii vor lovi suprafața acestor celule solare și apoi vor genera un curent electric. Acoperișul este locul obișnuit în care panourile solare sunt instalate la case sau birouri, astfel încât să obțină cantitatea necesară de expunere la soare. Panourile fotovoltaice de pe panoul de energie solară transformă energia solară în energie electrică. Electricitatea generată prin aceste panouri este în mare parte DC (Curent continuu) care va fi transformat în curent alternativ (curent alternativ) cu ajutorul unui invertor. Siliciul este unul dintre principalele materiale care este de obicei utilizat pentru realizarea unui panou solar.